基于物聯(lián)網(wǎng)的智能交通信號控制機(jī)設(shè)計(jì).pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和城市化水平的提高，城市車輛數(shù)量急劇增加，從而導(dǎo)致交通擁堵越來越嚴(yán)重，進(jìn)而引發(fā)了交通事故、能源消耗、環(huán)境污染等諸多問題，交通擁堵已經(jīng)成為制約城市可持續(xù)發(fā)展的重要因素。交通擁堵主要發(fā)生在城市路網(wǎng)的交叉路口，發(fā)展智能交通控制系統(tǒng)，通過對交通信號燈進(jìn)行智能控制來指揮交叉路口的交通流通行可以有效提高道路通行能力、緩解擁堵問題。
　　本文結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)研究設(shè)計(jì)了智能交通信號控制機(jī)，該控制機(jī)采用數(shù)據(jù)采集層、數(shù)據(jù)傳輸層和數(shù)

2、據(jù)管理層組成的三級架構(gòu)。其中，數(shù)據(jù)采集層負(fù)責(zé)采集交叉路口的車流量數(shù)據(jù);數(shù)據(jù)傳輸層負(fù)責(zé)把數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程發(fā)送給交通管理中心;數(shù)據(jù)管理層負(fù)責(zé)對數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示、保存和查詢等操作，還可以向交叉路口信號燈發(fā)送遠(yuǎn)程控制指令。根據(jù)各層結(jié)構(gòu)的相關(guān)功能，論文對交通信號控制機(jī)進(jìn)行了如下設(shè)計(jì)。
　　數(shù)據(jù)采集層中選用磁阻檢測技術(shù)采集交通流數(shù)據(jù)并通過ZigBee無線傳感網(wǎng)絡(luò)上傳給傳輸層。在采集層的硬件方面設(shè)計(jì)了協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)、路由器節(jié)點(diǎn)和終端節(jié)點(diǎn)三種ZigBee節(jié)點(diǎn)電路

3、;在軟件方面，基于Z-Stack協(xié)議棧開發(fā)了ZigBee節(jié)點(diǎn)的應(yīng)用程序。
　　數(shù)據(jù)傳輸層中選用以太網(wǎng)作為通信網(wǎng)絡(luò)，通過以太網(wǎng)把數(shù)據(jù)傳入互聯(lián)網(wǎng)。傳輸層中主要是路口控制機(jī)的軟硬件設(shè)計(jì);在硬件方面，選用STM32F407ZGT6芯片作為路口控制機(jī)的處理器并設(shè)計(jì)了處理器的最小系統(tǒng)電路，選用LAN8720以太網(wǎng)芯片設(shè)計(jì)了以太網(wǎng)模塊電路;此外，還設(shè)計(jì)了路口控制機(jī)的JTAG/SWD調(diào)試模塊、SDRAM模塊、SD卡存儲模塊、LCD顯示模塊等外圍電

4、路;在軟件方面，以太網(wǎng)采用TCP/IP協(xié)議，基于μC/OS-Ⅲ操作系統(tǒng)和LwIP協(xié)議棧開發(fā)了以太網(wǎng)通信程序。
　　數(shù)據(jù)管理層中基于Visual Studio2015開發(fā)平臺、采用C＃語言設(shè)計(jì)了上位機(jī)監(jiān)控軟件，通過監(jiān)控軟件可以遠(yuǎn)程獲得交叉路口的交通狀況，并能對路口交通信號燈進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，包括改變信號燈控制方式、設(shè)定路口相位和重新制定配時(shí)方案;此外還使用SQLServer2008建立了數(shù)據(jù)庫以實(shí)現(xiàn)對交通流數(shù)據(jù)的保存和查詢。